| 摘 要： | 
为提高水下集鱼灯光场分布计算精度,本实验采用集鱼灯光谱数据、光度分布数据和海水固有光学参数,基于蒙特卡罗模拟方法构建了新的光场传输数值模拟方法,将光束能量离散成大量光子,通过追踪光子路径计算水下集鱼灯形成的光场强度,并开展水槽实验对计算方法进行了验证。同时,提出了新的集鱼灯光场分布评价指标${I_{{\\rm{ds}}}}$和${A_{{\\rm{ds}}}}$。利用模型分析了海水的叶绿素a质量浓度、散射作用类型和散射相位函数HG (Henyey Greenstein)中非对称参量$g$的取值对水下光场分布的影响。结果显示,①叶绿素a质量浓度从1 mg/m3增加到5 mg/m3,LED集鱼灯${A_{5{\\rm{m}}}}$ 减少了72.73%,MH集鱼灯${A_{5{\\rm{m}}}}$减少了72.17%;LED集鱼灯${I_{5{\\rm{m}}}}$减少了66.69%,MH集鱼灯${I_{5{\\rm{m}}}}$减少了53.29%。
②当海水介质引起的散射类型分别为米氏散射和瑞利散射时,MH集鱼灯${I_{5{\\rm{m}}}}$分别为1058.48和1020.5 lx, LED集鱼灯${I_{5{\\rm{m}}}}$分别为1057.96和992.42 lx。③非对称参量$g$从0.80增加到0.99,MH集鱼灯的${A_{5{\\rm{m}}}}$增加了22.05%;LED集鱼灯的${A_{5{\\rm{m}}}}$增加了23.10%;MH集鱼灯形成的${I_{5{\\rm{m}}}}$增加了16.61%;LED集鱼灯形成的${I_{5{\\rm{m}}}}$增加了14.52%。研究表明,近海水体中叶绿素a质量浓度、HG散射函数中非对称参量对集鱼灯光场分布有显著影响,散射类型对集鱼灯光场分布无显著影响。本研究提出的数值模拟方法可准确计算近海水体中集鱼灯光场分布,为渔业监管和集鱼灯合理应用提供科学依据。
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